Question

用如下图所示的装置来测定镁与硫酸反应的速率，在锥形瓶中加入0．7克镁带，按右图连接好装置，从A中加入20．0ml0．5mol/LH₂SO₄。记录注射器活塞的位置和相应的时间。记录数据如下

时间/s	0	t	2t	．．．．．．
活塞的位置/ml	17．3	25．6	36．6	．．．．．．

（1）检查该装置气密性的方法是。

（2）仪器A的名称是。

（3）0-t时间段与t-2t时间段，化学反应速率最快的是，原因是。

（4）用上述装置探究Fe³⁺、Cu²⁺对双氧水分解速率的影响，所用试剂：5%H₂O₂、0．1mol/LFeCl₃、0．2mol/LCuCl₂，完成下表的实验设计：

①写出本实验H₂O₂分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：___________。

②上表中需要添加的物质是mlFeCl₃溶液。

③本实验需要测定的数据是。

（5）为确定MnO₂催化双氧水分解的最佳条件，用该实验装置进行实验，反应物用量和反应停止的时间数据如下表。

MnO2 时间 H2O2	0．1g	0．3g	0．8g
10mL1．5%	223s	67s	36s
10mL3．0%	308s	109s	98s
10mL4．5%	395s	149s	116s

分析表中数据回答下列问题：

①相同浓度的过氧化氢的分解速率随着MnO₂用量的增加而_______（填“加快”、“减慢”或“不变”）。

②从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入__________g的MnO₂为较佳选择。

③该小组的某同学分析上述数据后认为：“当用相同质量的MnO₂时，双氧水的浓度越小，所需要的时间就越少，亦即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确？______（填“正确”或“不正确”），理由是_________________________。（提示：H₂O₂溶液的密度可认为近似相等。）

Answer

（1）将装置安装好后，关闭分液漏斗活塞，将注射器活塞拉出一定距离，然后松开活塞，若活塞回到原位则气密性良好；或先将活塞位置固定好，然后从分液漏斗中加水，若水不能顺利流下，则装置气密性好。其他合理方案也可。

（2）分液漏斗

（3）t-2t镁与硫酸反应放热，温度升高，反应速率加快

（4）①

②4

③收集相同体积的氧气所需时间（或相同时间产生氧气的体积）

（5）①加快

②0．3

③不正确H2O2的浓度扩大2倍（从1．5%-3．0%）,但反应所需时间比其2倍小得多

【解析】

试题分析：（1）检查该装置气密性的方法是将装置安装好后，关闭分液漏斗活塞，将注射器活塞拉出一定距离，然后松开活塞，若活塞回到原位则气密性良好；

（2）装置中仪器A的名称是分液漏斗；

（3）0-t时间段活塞移动8．3mL，t-2t时间段活塞移动11．0mL，化学反应速率最快的是t-2t时间段，原因是镁与硫酸反应放热，温度升高，反应速率加快；

（4）①H2O2分解反应方程式及电子转移的方向和数目为；

②为保证溶液的总体积相等，上表中需要添加的FeCl3溶液的体积为10+2+2-10=4ml；

③实验过程中可以通过测定收集相同体积的氧气所需时间（或相同时间产生氧气的体积）

来判断反应的速率大小；

（5）①浓度相等时，增加MnO2用量反应所需要的时间减小，说明反应速率随着MnO2用量的增加而加快；

②过多增加MnO2用量，速率并不完全成正比，则从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入0．3g的MnO2为较佳选择。

③不正确，理由是H2O2的浓度扩大2倍（从1．5%-3．0%），但反应所需时间比其2倍小得多。

【考点定位】实验探究，考查速率的影响因素

【名师点晴】明确影响反应速率的因素是解题关键，化学反应速率常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，但在相同条件下判断速率大小时，可以通过单位时间内生成物（主要指气体）的量的多少或出现某一现象时所需要时间来表示，据此分析解题。